Диагностика волновых полей поверхности океана методами спутниковой радиолокации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат наук Халиков, Заур Анверович

• Халиков, Заур Анверович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Халиков, Заур Анверович

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ ЯРКОСТНЫХ, СКОРОСТНЫХ И УРОВЕННЫХ ПОРТРЕТОВ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ОДНОПОЗИЦИОННОМ РЕЖИМЕ ДИФФУЗНО-РЕЗОНАНСНОГО РАССЕЯНИЯ

1.1. Характеристики ветровых поверхностных волн

1.2. Формирование яркостных и скоростных РЛИ в однопозиционных космических РСА

1.3. Численная модель формирования в РСА яркостного изображения морской поверхности и движущихся точечных отражателей при фокусированном азимутальном разрешении

1.4. Статистические характеристики формирования в РСА поля интенсивности отраженного сигнала для протяженной поверхности

1.5. Статистические характеристики формирования в РСА скоростного поля протяженной поверхности по доплеровскому сдвигу частоты отраженного сигнала

1.6. Формирование уровенных РЛИ поверхности в поперечно-базовых интерференционных РСА

1.7. Энергетика РСА и особенности формирования яркостных и скоростных изображений морской поверхности

1.8. Краткие выводы по Главе 1

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ РСА И ИНЕТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ РСА. ПОЛУЧЕННЫЕ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ДИАГНОСТИКЕ ОКЕАНСКИХ ЯВЛЕНИЙ

2.1. Основные характеристики современных РСА и ИРСА

2.2. Примеры яркостных и скоростных РЛИ поверхности океана, полученных космическими РСА и ИРСА

2.2.1. Яркостные изображения ветровых волн и различных явлений, связанных с деформациями волнового поля

2.2.2. Радиолокационное наблюдение судовой обстановки

2.2.3. Яркостные и скоростные радиолокационные изображения

течений и внутренних волн

2.3. Краткие выводы по Главе 2

ГЛАВА 3. ДВУХПОЗИЦИОННАЯ КВАЗИЗЕРКАЛЬНАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ ОКЕАНСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗ КОСМОСА

3.1. О применимости существующих моделей рассеяния

3.2. Принцип двухпозиционного квазизеркального зондирования

морской поверхности. Два варианта зондирования из космоса

3.3. Удельная эффективная поверхность рассеяния (УЭПР) в двухпозиционном квазизеркальном режиме

3.4. Поперечная разрешающая способность, растяжение масштаба горизонтальной дальности и формирование зон обзора вокруг зеркальной точки

3.5. Особенности синтеза азимутальной диаграммы направленности приёмной антенны

3.6. Энергетика двухпозиционного квазизеркального РСА

3.7. Формирование яркостного изображения морской поверхности в двухпозиционном РСА

3.8. Краткие выводы по Главе 3

ГЛАВА 4. ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО ДВУХПОЗИЦИОННОГО РСА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКЕАНСКИХ ЯВЛЕНИЙ

4.1. Назначение и состав аппаратуры двухпозиционного радара, устанавливаемого на малом космическом аппарате (МКА)

4.2. Формирование мелкомасштабных поляризационных изображений

с измерением скорости ветра и высоты энергонесущей волны

4.3. Формирование мезомасштабного поля вариаций уровня океана с использованием поперечно-базового интерферометра

4.4. Краткие выводы по Главе 4

ГЛАВА 5. ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ ОКЕАНА В ДВУХПОЗИЦИОННОМ КОСМИЧЕСКОМ РАДАРЕ

5.1. Мелкомасштабные изображения ветровых волн в двухпозиционном РСА с измерением скорости ветра и высоты энергонесущей волны

5.2. Пространственно-временная модель поля высот сейсмической гравитационной волны по данным Курильского землетрясения

5.3. Мезомасштабные изображения поля высот развивающейся сейсмоволны (панорамный радиовысотомер)

5.4. Краткие выводы по Главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

РСА - радиолокатор с синтезированной апертурой ИРСА - интерференционный РСА РЛИ - радиолокационное изображение ДНА - диаграмма направленности антенны

ЭПР - эффективная поверхность рассеяния (точечного отражателя)

УЭПР - удельная эффективная поверхность рассеяния (фоновой поверхности)

МКА - малый космический аппарат

X - длина волны электромагнитного излучения

Л - длина поверхностной волны

Ж - скорость приводного ветра

аь, - точечное и осредненное отклонения высот поверхностных волн ае, йе - точечное и осредненное отклонения уклонов поверхностных волн Сту, оу - точечное и осредненное отклонения орбитальных скоростей поверхностных волн

Ух , Уу - составляющие измеряемой скорости отражателя уп - угол визирования площадки разрешения 0 - угол наклона плоскости антенны к вертикали фо - начальная фаза отраженного сигнала - значение ЭПР точечного отражателя

50 - значение УЭПР фоновой поверхности Г(у) - френелевский коэффициент зеркального отражения , - горизонтальный и вертикальный размеры антенны Жх - скорость летательного аппарата Же - скорость вращения Земли Н - высота полета летательного аппарата Я„ - наклонная дальность площадки разрешения

Ьх - размер синтезированной апертуры

Ьу - ширина зоны бокового обзора

А/ - ширина спектра излучаемого сигнала

1х, Ь - размеры горизонтальной и вертикальной антенных баз интерферометра N - число независимых отсчетов фонового сигнала или собственного шума; число когерентно-накапливаемых импульсов в РСА; число степеней свободы для плотности хи-квадрат распределения (спекл-шум) N0 - удельное число независимых отсчётов фонового сигнала q - энергетический потенциал радиолокатора (отношение амплитуд стандартных отклонений сигнала и теплового шума) qo - пороговый коэффициент

к - порядковый номер принимаемого импульса (относительно траверсного времени при апертурном синтезе); постоянная Больцмана; волновое число электромагнитного поля

р, рх, ру, р2 - составляющие волнового вектора электромагнитного поля

Кпор - контрастно-яркостная (радиометрическая) пороговая чувствительность

(А У)пор - контрастно-скоростная пороговая чувствительность

АИ - измеряемая вариация среднего уровня поверхности

(АИ)пор - контрастно-уровенная пороговая чувствительность

d, гз - размер симметричной площадки осреднения

Гх, Гу - продольный и поперечный размеры площадки разрешения

Ри , - модуль коэффициента корреляции сигналов

Уп - фаза коэффициента корреляции сигналов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика волновых полей поверхности океана методами спутниковой радиолокации»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интересы России как морской державы диктуют необходимость развития отечественного аэрокосмического мониторинга океана, и в первую очередь - омывающих ее территорию морей. Научные и прикладные задачи мониторинга океана объединяются понятием дистанционного зондирования океана (ДЗО) как части общей задачи дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) (Захаров и др., 2012). Объектами открытого океана, подлежащими изучению радиофизическими дистанционными средствами, являются те явления, которые проявляются в полях поверхностного слоя: температуры, солёности, волнения, скорости течений и вариаций среднего уровня (Попов и др., 1979).

Анализ программ ДЗЗ, осуществляемых в последние 20 лет в различных странах, выявляет ярко выраженную тенденцию: количество приборов ДЗЗ, работающих в СВЧ-диапазоне электромагнитного спектра, все это время возрастало по отношению к количеству приборов, работающих в видимом и ИК-диапазонах. Эта тенденция обусловлена не только возможностью получения информации о состоянии поверхности Земли в любое время суток и практически в любых метеоусловиях, но и особыми свойствами собственного и отраженного поверхностью излучения в СВЧ-диапазоне. В этом смысле поверхность океана, являясь в определенных масштабах статистически однородной (что позволяет ее описывать неизмеримо более простыми моделями, чем поверхность суши), с точки зрения океанологических измерительных задач предоставляет много возможностей для разработок специализированных (т.е. оптимизированных под конкретную задачу) аппаратурных методов и средств ДЗО. Эту же мысль можно сформулировать и следующим образом: решение обратных задач по восстановлению параметров океанской поверхности представляется на сегодняшний день более обеспеченным по сравнению с задачами суши.

Другая очевидная тенденция развития методов и средств ДЗЗ заключается в постоянном росте доли космических средств, обеспечивающих глобальный обзор поверхности Земли или, как минимум, возможность наблюдения заданного района в заданное время. Применительно к океану это особенно важный фактор, ибо применение самолетных средств здесь может быть затруднительным или неэффективным, а судовые измерения (особенно специальные) чрезвычайно дороги (Дремлюк, 1969; Дремлюк, 1961; Малиновский и Розенберг, 1990). Вместе с тем очевидно, что любые дистанционные измерения являются косвенными (Веремеев В.И., 1996). Это означает, что измерительные методы и космические средства ДЗО еще на этапе их разработок должны сверяться с уже опробованными судовыми средствами (контактными или акустическими). Что же касается средств ДЗО, работающих в СВЧ-диапазоне электромагнитных волн (Ушаков и Шишкин, 1997), то они (в отличие от средств видимого диапазона) способны измерять параметры лишь тонкого слоя у поверхности, так что глубинные явления проявляются через поля этого тонкого слоя (Арманд и др., 1977; Баскаков и др., 2011; Ваганов и др., 1993).

Использование отраженного СВЧ-излучения в измерительных задачах ДЗО началось при запуске американской космической станции (КС) SKYLAB (где был испытан океанский радиовысотомер, 1974) и продолжилось при запуске космического аппарата (КА) SEASAT-A (1978), где помимо радиовысотомера был установлен панорамный радиолокатор высокого разрешения с синтезированной апертурой (РСА) и панорамный СВЧ-скаттерометр, определяющий скорость и направление приводного ветра (Johannessen, 2008; Gebert, 2005). Несмотря на малый срок безаварийной работы (всего 3 месяца), на этих трех приборах были впервые получены уникальные радиолокационные изображения (РЛИ) океана: крупномасштабные для поля уровня, мезомасштабные для поля скорости ветра и мелкомасштабные - для поля мелких волн. По картинам поля уровня впервые была восстановлена

глобальная карта гравитационных аномалий, где просматривался донный рельеф в областях океанических хребтов. Картины векторного поля ветра внесли большой вклад в краткосрочные прогнозы погоды (решающий вклад в создание СВЧ-скаттерометра внесла группа Р. Мура. На мелкомасштабных РЛИ, полученных с РСА, наблюдались такие явления, как пленочные слики, кильватерные следы кораблей, «следы» внутренних волн и «следы» донного рельефа при небольших глубинах (Alpers, 1984; Kantaringi, 1995). Следует отметить, что и современные зарубежные КА, используемые в целях ДЗО, обладают практически тем же набором РЛ-средств, что и КА SEASAT, т.е. средства совершенствовались технически, но принципиально не менялись в течение более 30 лет (Кондратьев, 1980; Кондратьев, 1991). Исключением является комплекс трёхдиапазонной РЛ аппаратуры SIR-C, установленной на одном из пилотируемых аппаратов, а также интерферометрический комплекс по программе SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) - на другом пилотируемом аппарате (Romeiser, 2004).

Отечественные радиолокационные средства ДЗО (Лаппо, 1997) ведут свою историю с момента запуска комплекса «Океан» в сентябре 1983 г., разработанного коллективом Харьковского ИРЭ УАН (Калмыков и др., 1984). Используемый в этом комплексе радиолокатор с некогерентным накоплением сигналов имел худшее разрешение по сравнению с РСА - но в то же время обладал в 4 раза более широкой зоной обзора (400 км), что позволило, в частности, наблюдать мезомасштабные явления в нижней атмосфере по их проявлениям на поверхности океана. В 1987 году был запущен КА «Космос-1870» с РСА «Алмаз», а в 1991 г. - КА «Алмаз-1» с более совершенной РСА (Витер и др., 1993; Челомей и др., 1990). По сравнению с уже запущенным к этому времени европейским аппаратом ERS-1 (почти идентичного SEASAT по составу аппаратуры), российский КА «Алмаз-1» имел на борту специальное запоминающее устройство - многоканальный видеомагнитофон (Гродский, 1999), что позволяло накапливать радиолокационную информацию автономно,

не сбрасывая ее немедленно на Землю. Именно это обстоятельство дало возможность получить чрезвычайно ценные сведения о явлениях в открытом океане (Гарбук и Гершензон, 1997), и в частности - о структуре океанических фронтов (Витер и др., 1994; Коняев и Розенберг, 1982), а также опробовать доплеровский метод восстановления структуры поля скорости сильных течений (Переслегин и др., 1994; Павельев, 1969).

К сожалению, на сегодня еще не введены в действие (или же вообще не разрабатываются) наиболее важные для океанологии космические радиолокационные (панорамные) методы восстановления полей волнения, уровня океана и скорости океанских течений. Используя, насколько это возможно, данные действующих (зарубежных) РЛ средств, мы остро ощущаем необходимость создания космических РЛ систем, обеспечивающих оперативный глобальный мониторинг быстропротекающих океанских процессов. Таким образом, актуальность данной работы определяется её направленностью на развитие космических методов зондирования океана, что обещает привести не только к получению новых знаний об океанских явлениях, но и внесёт свой вклад в решение большого числа народно-хозяйственных и оборонных задач. Современные космические РСА способны решать многие океанологические задачи, связанные с процессами в верхнем слое океана. Исторически же космические РСА создавались для мониторинга объектов на суше, поэтому не приходится говорить об их оптимизации для океана, где режим наклонного визирования возможен лишь при малой отражательной способности поверхности, сама поверхность нестационарна, а наблюдаемые объекты, как правило, быстро перемещаются. Космический мониторинг и диагностика океанских явлений требуют, прежде всего, чрезвычайно широкой полосы «мгновенного» обзора поверхности порядка 2000 км при наблюдении перемещающихся объектов - как мелкомасштабных (структура ветровых волн в атмосферном циклоне), так и мезомасштабных - таких, как градиентные океанские течения и сейсмические гравитационные волны, образующие

цунами. Энергетика космических РСА в принципе ограничена, она уже достигла своего технологического предела - не более 1 кВт средней излучаемой мощности при предельных значениях коэффициентов сжатия и скважности зондирующих импульсов. Именно поэтому в режиме брэгговского рассеяния оказывается невозможным обеспечить одновременно широкую зону обзора и необходимую ширину спектра излучаемого сигнала.

Целью диссертационной работы является разработка методов диагностики полей морской поверхности в режимах однопозиционной и двухпозиционной (квазизеркальной) радиолокации из космоса. Для достижения заданной цели были решены следующие задачи:

• Анализ полученных ранее и новых результатов по оптимизации параметров и эффективности современных (однопозиционных) РСА и интерференционных РСА (ИРСА) при решении океанологических задач;

• Анализ, численное моделирование и оценка достижимых параметров двухпозиционного радиолокатора, использующего квазизеркальный режим рассеяния СВЧ сигнала на морской поверхности.

Методы исследования. Аналитические исследования выполнены с использованием существующих моделей ветровых волн, различных аспектов теории статистических решений и инженерного подхода к методам современной радиолокации с точки зрения их применимости в океанологических задачах. Модельные исследования выполнены применительно к двум задачам: а) формирования радиолокационных изображений поля ветровых волн в однопозиционном и двухпозиционном космических РСА и б) формирования радиолокационного изображения сейсмической гравитационной волны в «панорамном радиовысотомере» -двухпозиционном космическом интерференционном радаре.

Научная новизна

• На базе спектральной модели ветровых волн и известных представлений о квазизеркальном рассеянии электромагнитных волн на поверхности с

пологими неровностями впервые разработана теория двухпозиционного зондирования морской поверхности при квазизеркальном рассеянии. Рассмотрены основные особенности и характеристики двухпозиционного РСА при зондировании морской поверхности из космоса.

• Путем сравнения аналитических и численно-модельных построений, полученных для однопозиционных и двухпозиционных РСА космического базирования, выявлены основные преимущества двухпозиционного квазизеркального метода по сравнению с однопозиционным.

• Для однопозиционного и двухпозиционного (квазизеркального) РСА разработана новая численная пространственно-временная модель формирования яркостного изображения поля ветровых волн.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработан метод двухпозиционного квазизеркального зондирования морской поверхности (патент РФ на изобретение № 2447457);

2. Предложен метод разделения зон обзора в двухпозиционном РСА (патент РФ на полезную модель №135816);

3. Разработана численная модель формирования яркостных изображений поля развитых ветровых волн в двухпозиционном квазизеркальном РСА с использованием соосной и перекрёстной поляризационных составляющих отраженного сигнала;

4. Предложен метод измерения скорости ветра и высоты энергонесущей ветровой волны в двухполяризационном квазизеркальном РСА;

5. Разработана численная модель формирования уровенного изображения поля развивающейся сейсмоволны с использованием поперечно-базового интерферометра (панорамный радиовысотомер).

Достоверность полученных результатов обеспечивается сопоставлением расчетных данных с математическими моделями, полученными по реальным океанским явлениям. Также она определяется исходными экспериментальными данными о спектрах ветровых волн, использованными при разработке

численных моделей. При оценке достоверности использовались статистические методы теории решений применительно к радиолокационным задачам. Определенной гарантией достоверности выводов работы является их публикация в престижных отечественных журналах, а также защита патентов на изобретения и полезную модель.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования её результатов при создании современного и эффективного радиолокационного комплекса, решающего задачи оперативного мониторинга и диагностики океанских явлений.

Личный вклад соискателя. Автор выполнил исследования, связанные с численными моделями формирования в РСА (как однопозиционных, так и двухпозиционных) изображений морской поверхности при различных аппаратурных модификациях радиолокационного комплекса.

На базе известной спектральной модели ветровых волн, для однопозиционных РСА и ИРСА проведен анализ и численные расчёты основных (достижимых) параметров формируемых радиолокационных изображений морской поверхности: пространственного разрешения, контрастно-яркостной, скоростной и уровенной флуктуационной чувствительности. Построена численная пространственно-временная модель формирования амплитудных (яркостных) изображений взволнованной поверхности с учётом интерференционного спекл-шума (шума мерцания) и случайной составляющей регистрируемого волнового поля. Расчёты выполнены для конкретных параметров РСА, выбранных в соответствии с возможностями их реализации в космосе.

На базе той же спектральной модели ветровых волн и известных представлений о квазизеркальном рассеянии электромагнитных волн на поверхности с пологими неровностями разработана непротиворечивая теория двухпозиционного зондирования морской поверхности при заданных её

параметрах. Рассмотрены основные особенности и характеристики двухпозиционного РСА при зондировании морской поверхности из космоса.

Разработана численная пространственно-временная модель формирования яркостного изображения поля ветровых волн в двухпозиционном квазизеркальном РСА с использованием соосной и перекрёстной поляризационных составляющих отраженного сигнала.

По данным численной гидродинамической модели гравитационной сейсмоволны для Курильского землетрясения 4 октября 1994 г., сформированы последовательные панорамные изображения поля уровня, отвечающие использованию двухпозиционного космического радара в режиме панорамного радиовысотомера с мезомасштабным разрешением.

Автор обеспечил подготовку полученных результатов к опубликованию в российских журналах, а также представлял их на российских и международных конференциях и семинарах. В результатах, полученных совместно с коллегами С.В. Переслегиным, Е.А. Куликовым, И.О. Карповым, В.В. Риманом, А.И. Коваленко, Л.Б. Неронским, Д.В. Ивониным, автору принадлежит ведущая роль в выполнении расчетов и интерпретации результатов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на: заседаниях Ученого совета Физического направления Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (февраль, октябрь 2015 г.), семинаре Лаборатории нелинейных волновых процессов и Лаборатории оптики океана ИО РАН (декабрь 2014 г.), межведомственной конференции «Проявление глубинных процессов на морской поверхности» в ИПФ РАН (2008 г.), Всероссийской конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» в ИКИ РАН (2007-2012 гг.), Всероссийских радиофизических научные чтениях -конференции памяти Н.А. Арманда в г. Муром (2010 г.), Всероссийском симпозиуме «Радиолокационное исследование природных сред» в ВКА им. А.Ф. Можайского (2011, 2017 гг.), семинаре SAR Ocean Remote Sensing

«OceanSAR-2009» в г. Herrching, Германия (2009 г.), международной конференции «Earth from Space. The More Effective Solutions» в г. Москва (2013 г.), V научно-технической конференции молодых ученых и специалистов по тематике «Актуальные вопросы развития систем и средств ВКО» в г. Москва (2014 г.), Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Космодром «Восточный» и перспективы развития российской космонавтики» в г. Благовещенск (2015 г.).

Публикации. Материалы диссертации полностью изложены в работах, опубликованных соискателем. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 4 статьи в ведущих российских рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК (работы [1-4]), 3 статьи в других журналах и сборниках научных трудов (работы [5-7]), 7 тезисов докладов на российских и международных конференциях [8-14], 2 патента РФ на изобретения [15, 16] и один патент на полезную модель [17]. Еще две статьи (одна из них из перечня, рекомендованного ВАК [18]) - в печати.

Статьи в научных изданиях из перечня ВАК:

1. Переслегин С.В., Халиков З.А. Космический двухпозиционный РСА для оперативного мониторинга океанских явлений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2010. - Т. 7. - № 2. - С. 275-292.

2. Переслегин С.В., Халиков З.А. Двухпозиционная квазизеркальная радиолокация морской поверхности // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2011. - Т. 47. - № 4. - С. 1-15.

3. Переслегин С.В., Халиков З.А. Обработка сигналов в радиолокаторах с синтезированной апертурой при формировании скоростных полей поверхности Земли // Изв. ВУЗов. Радиофизика. - 2014. - Т. LVII. - № 11. - С. 1-13.

4. Чернышов П.В., Ивонин Д.В., Мысленков С.А., Халиков З.А. Анализ точности восстановления высот индивидуальных волн при измерении прибрежным СВЧ радиолокатором по данным стохастического моделирования взволнованной морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2016. - Т. 13. -№ 5. - С. 68-78.

Публикации в других периодических изданиях:

5. Переслегин С.В., Халиков З.А. Двухпозиционная радиолокация морской поверхности. // В сб. «Проявление глубинных процессов на морской поверхности». ИПФ РАН, Нижний Новгород. - 2008. - В. 3. - С. 96-103.

6. Переслегин С.В., Халиков З.А., Неронский Л.Б. Физическое обоснование радиолокационной космической системы, решающей задачу раннего обнаружения опасных океанических явлений В сб. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». - 2008. - В. 5. - Т. 2. - С. 180-191.

7. Переслегин С.В., Иванов А.Ю., Халиков З.А. Перспективы развития космических радиолокационных методов изучения океанских явлений // В сб. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». -2009. - В. 6. - Т. 1. - С. 42-57.

Опубликованные тезисы докладов:

8. Khalikov Z.A. Bistatic quasi-mirror radar imaging of the sea surface // «Ocean SAR-2009» Workshop, Herrshing, Germany. 2009.

9. Халиков З.А. Двухпозиционная квазизеркальная радиолокация морской поверхности. // Всероссийские радиофизические научные чтения -конференция памяти Н.А. Арманда, Муром, 2010.

10. Халиков З.А. Двухпозиционная квазизеркальная радиолокация морской поверхности. Физическое обоснование и анализ особенностей. // XXVII всероссийский симпозиум «Радиолокационное исследование природных сред», ВКА им. А.Ф. Можайского, 2011.

11. Халиков З.А. Двухпозиционная квазизеркальная радиолокация морской поверхности. // V научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов по тематике «Актуальные вопросы развития систем и средств ВКО», Москва, 2014.

12. Халиков З.А. Модель формирования поля ветровых волн в однопозиционном и двухпозиционном (квазизеркальном) РСА из космоса // В сб. «Радиолокационное исследование природных сред», ВКА им. А.Ф. Можайского, 2015.

13. Халиков З.А. Оперативная радиолокационная диагностика из космоса быстропротекающих явлений в океане и прибрежных морях России. // Всероссийская молодежная научно-практическая конференция «Космодром «Восточный» и перспективы развития российской космонавтики», г. Благовещенск, 2015.

14. Переслегин С.В., Халиков З.А. Двухпозиционное квазизеркальное рассеяние СВЧ излучения на морской поверхности. Новые возможности РЛ диагностики океанских явлений из космоса // 13-я Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". - Москва, 2015.

Патенты:

15. Переслегин С.В., Халиков З.А., Риман В.В., Коваленко А.И., Неронский Л.Б. Радиолокационный способ оперативной диагностики океанских явлений из космоса: патент на изобретение № 2447457, Российская Федерация. - 2009. - Бюл. № 10. - 2 с.

16. Переслегин С.В., Ивонин Д.В., Халиков З.А., Шапрон Б., Захаров А.И., Достовалов М.Ю. Способ измерения радиальной скорости отражателя в радиолокаторе бокового обзора с синтезированной апертурой: патент на изобретение № 2537788, Российская Федерация. - 2015. - Бюл. № 1. - 2 с.

17. Переслегин С.В., Ивонин Д.В., Халиков З.А., Шапрон Б., Устройство формирования зон обзора в двухпозиционном радиолокаторе с синтезированной апертурой: патент на полезную модель № 135816, Российская Федерация. - 2013. - Бюл. № 35. - 2 с.

Работа в издании из списка, рекомендованного ВАК, принятая к печати:

18. Халиков З.А., Переслегин С.В., Карпов И.О. Двухпозиционная квазизеркальная радиолокация морской поверхности: механизмы СВЧ рассеяния и возможности решения океанологических задач из космоса // Океанология. - 2017. - № 5 (в печати).

Работа в сборнике научных статей, принятая к печати:

19. Халиков З.А., Куликов Е.А., Переслегин С.В., Модель панорамного радиовысотомера: формирование поля развивающейся сейсмоволны в двухпозиционном квазизеркальном радаре // В сб. «Радиолокационное исследование природных сред», ВКА им. А.Ф. Можайского. - 2017 (в печати).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников из 106 наименований, в том числе 20 на иностранных языках. Работа содержит 177 страниц текста, включая 49 рисунков и 1 таблицу.

Во Введении обоснована актуальность темы работы, определены цели и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В Главе 1 приводятся результаты соответствующих теоретических и численно-модельные исследований, а в Главе 2 приводятся и анализируются полученные на космических РСА и ИРСА яркостные и скоростные радиолокационные изображения морских объектов. Глава 3 включает аналитические и численно-модельные исследования по физической основе, основным особенностям и оценке эффективности предложенного нами

двухпозиционного метода зондирования океана из космоса (Переслегин и др., 2010, 2011). Метод использует два малых аппарата при работе РСА в режиме квазизеркального рассеяния поверхности, что аналогично «световой дорожке», видимой глазом при соответствующем расположении Солнца (или Луны). Глава 4 посвящена оценке эффективности предложенного квазизеркального метода зондирования при диагностике океанских явлений - с учётом имеющихся идей и особенностей их реализации на малых космических аппаратах. Рассматриваются две задачи: а) формирование яркостных двух-поляризационных изображений для оперативного мониторинга и диагностики различных мелкомасштабных явлений и б) формирование уровенных изображений для диагностики поля уровня океана (панорамный радиовысотомер). В Главе 5 рассматриваются численные модели и результаты формирования радиолокационных изображений: по первой задаче - с измерением параметров энергонесущих ветровых волн и скорости ветра, по второй задаче - с измерением вариаций поля уровня для оперативной диагностики сейсмообстановки и своевременного оповещения о возможности разрушительных цунами. В Заключении в сжатом виде сформулированы основные результаты работы.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю д.ф.-м.н. С.В. Переслегину за чуткое руководство, советы и ценные замечания в работе над диссертацией, отеческую опеку. Д.ф.-м.н. С.И. Бадулину и к.ф.-м.н. Д.В. Ивонину автор признателен за помощь при подготовке презентации диссертационной работы. Автор благодарит за поддержку при подготовке работы к.ф.-м.н. А.И. Гинзбург.

ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ ЯРКОСТНЫХ, СКОРОСТНЫХ И УРОВЕННЫХ ПОРТРЕТОВ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ОДНОПОЗИЦИОННОМ РЕЖИМЕ ДИФФУЗНО-РЕЗОНАНСНОГО

РАССЕЯНИЯ

1.1. Характеристики ветровых поверхностных волн

Все без исключения радиолокационные задачи, связанные с диагностикой тех или иных океанских явлений, решались с использованием моделей поверхностных ветровых волн. В данной работе используется приближенная (но достаточно результативная в наших задачах) полуэмпирическая модель спектра развитых ветровых волн (спектр Пирсона-Мошковича, или ПМ-спектр). В работах (Pierson and Moskowitz, 1964; Elfouhaily, 1997; Ушаков и Шишкин, 1980; Cox and Munk, 1954) подобные спектры анализируются, обобщаются по определённым параметрам (направлению ветра и другим) применительно к однопозиционной радиолокации морской поверхности при резонансном рассеянии СВЧ сигнала (Исимару, 1981). Здесь же необходимо рассмотреть характеристики волнового поля, определяющие флуктуационную чувствительность различных модификаций однопозиционного радара, в том числе ИРСА (интерференционных радаров с синтезированной апертурой) (Буренин, 1972), формирующих с высоким разрешением не только поле интенсивности отраженного сигнала, но и поле горизонтальной скорости (течения), а также поле рельефа (уровень поверхности). С этой целью в работах (Переслегин, 1975; Переслегин, 1985) были получены такие характеристики, как «точечные» и осредненные на заданной площадке дисперсии флуктуаций высот, уклонов и орбитальных скоростей (Матушевский, 1973), а также пространственные и временные интервалы флуктуаций, определяемые исходной моделью волнового поля (Замараев и др., 1975). На базе известных представлений о диффузно-резонансном механизме «обратного» рассеяния

СВЧ сигнала мелкими волнами (Калмыков и др., 1965; Калмыков и Пичугин, 1981; Ляпин и Шишкин, 1974) и применимости двухмасштабной модели ветровых волн, ранее были объяснены и основные характеристики формируемых радиолокационных изображений, включая УЭПР (удельную эффективную поверхность рассеяния), контрастно-яркостную чувствительность и эффект деполяризации отраженного сигнала крупными волнами (Лобыцын, 1986; Переслегин, 2006; Калмыков и Пустовойтенко, 1977). Разумеется, на сегодняшний день имеются более совершенные модели - как для механизма радиолокационного рассеяния (Добровольский, 1974; Ещенко и Ланде, 1972), так и непосредственно для морских волн, охватывающие множество не учитываемых ранее факторов: изменяющуюся по спектру анизотропию волн, наличие сторонней зыби, обрушение при сильном ветре, нелинейное взаимодействие мелких и крупных волн (Гарнакерьян и Сосунов, 1978; Гинард и Дейл, 1970). Наша же задача состоит в оценке эффективности современных радиолокационных средств диагностики океанских явлений. Представляется, что эта задача не требует учёта факторов «второго порядка», что неоправданно усложнило бы и лишила наглядности всю работу. Поэтому в данном разделе приводятся и оцениваются результаты только упомянутых работ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Халиков, Заур Анверович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арманд Н.А. Исследования природной среды радиофизическими методами / Н.А. Арманд, А.Е. Башаринов, А.М. Шутко // Известия вузов. Радиофизика. - 1977. - Т. 20. - № 6. - С. 809-841.

2. Ахтемьянов В.Р. Модели закона распределения амплитуды отраженных от морской поверхности радиолокационных сигналов / В.Р. Ахтемьянов, A.A. Белокуров, А.Я. Пасмуров // Зарубежная радиоэлектроника. - 1985. - № 1. - С. 40-55.

3. Баренблатт Г. И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика / Г. И. Баренблатт. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978. - 207 с.

4. Бартон Д. Радиолокационные системы / Д. Бартон - Москва: Военное издательство министерства обороны СССР, 1967. - 480 с.

5. Баскаков А.И. Локационные методы исследования объектов и сред / А.И. Баскаков, Т. С. Жутяева, Ю. И. Лукашенко - Москва: Академия, 2011. - 384 с.

6. Баскаков А.И. Оценка ординат морских волн по взаимной двухчастотной корреляционной функции отраженных сигналов при надирном синтезировании апертуры антенны / А.И. Баскаков, Ка Мин-Хо, В.А. Терехов // Радиотехника. - 2006. - № 12. - С. 37-41.

7. Баскаков А.И. Прецизионный океанографический радиовысотомер космического базирования / А. И. Баскаков. - Москва: МЭИ, 1994. - 75 с.

8. Басс Ф. Г. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности / Ф. Г. Басс, И.М. Фукс. - Москва: Наука, 1972, 424 с.

9. Басс Ф.Г. Методы радиолокационных исследований морского волнения (радиоокеанология) / Ф.Г. Басс // УФН. - 1975. - Т. 116. - В. 4. - С. 741-743.

10. Басс Ф.Г. Распространение радиоволн над статистически неровной поверхностью / Ф.Г. Басс // Известия вузов. Радиофизика. - 1961. - Т. 4. - № 3. - с. 476-482.

11. Бреховских JI.M. Дифракция волн на неровной поверхности / JI.M. Бреховских // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1952. - Т. 23. - № 3(9). С. 275-304.

12. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев - Москва: Наука, 1980. - 936 с.

13. Булатов М.Г. Физические механизмы формирования аэрокосмических радиолокационных изображений океана / М.Г. Булатов, Ю.А. Кравцов, О.Ю. Лаврова // УФН. - 2003. - Т. 173. - №1. - С. 69-87.

14. Буренин Н.И. Радиолокационные станции с синтезированной антенной / Н.И. Буренин - Москва: Сов. радио, 1972. - 160 с.

15. Ваганов Р.Х. Дистанционные методы исследования морских волн / Р.Х. Ваганов, В.П. Гаврило, А.И. Козлов, Г.А. Лебедев, Г.А. Логвин - СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. - 342 с.

16. Веремеев В.И. Разработка методов и средств радиолокационного мониторинга территорий и акваторий / В.И. Веремеев, И.Г. Горбунов, С.П. Калениченко, В.И. Ральников // Мониторинг. - 1996. - № 3(7). - С. 30-32.

17. Витер В.В. Космический аппарат «Алмаз-1» - Программа «Океан-И»: Предварительные результаты радиолокационного наблюдения с высоким разрешением процессов в океане. Внутренние волны / В.В. Витер, Г.А. Ефремов, А.Ю. Иванов и др. // Исследование Земли из космоса. - 1993. - № 6. -С. 63 - 75.

18. Гарбук С.В. Космические системы дистанционного зондирования Земли / С.В. Гарбук, В.Е. Гершензон - Москва: Сканэкс, 1997. - 296 с.

19. Гарнакерьян A.A. Радиолокация морской поверхности. / A.A. Гарнакерьян, С.А. Сосунов - Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1978. - 143 с.

20. Гинард Н. Экспериментальное исследование модели радиолокационных отражений от морской поверхности / Н. Гинард, Д. Дейли // ТИИЭР. - 1970. -Т. 58. - № 4. - С. 31-39.

21. Гродский С.А. Наблюдение океанского волнения на Гольфстриме РСА КА «Алмаз-1» и с борта НИС «Академик Вернадский» / С.А. Гродский, В.Н. Кудрявцев, А.И. Иванов // Исследование Земли из космоса. - 1999. - №2. - С. 63-70.

22. Давидан И.Н. Ветровое волнение как вероятностный гидродинамический процесс / И.Н. Давидан, Л.И. Лопатухин, В.А. Рожков - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 287 с.

23. Дикинс А.В. Атлас аннотированных радиолокационных изображений морской поверхности, полученных космическим аппаратом «Алмаз..1» / А.В. Дикинс, А.Ю. Иванов, Л.Н. Карлин, Л.Б. Неронекий - Москва: ГЕОС, 1999. -119 с.

24. Добровольский Д.Д. Экспериментальное исследование резонансного механизма рассеяния радиоволн в опытовом бассейне / Д.Д. Добровольский, Б.Ш. Ланде, И.И. Мегрецкая // Сб.: Прикладные задачи рассеяния и дифракции радиолокационных сигналов. - Л. - 1974. - С. 28-31.

25. Достовалов М.Ю. Исследование поля скорости океанских течений по фазометрическим данным, полученным РСА космического аппарата «ERS» / М.Ю. Достовалов, Л.Б. Неронский, С.В. Переслегин // Океанология. - 2003. -Т. 43. - № 3. - С. 473-480.

26. Дремлюк В.В. Использование судового радиолокатора для определения элементов морского волнения / В.В. Дремлюк // Океанология. -1969. - Т.9. - № 4. - С. 707-710.

27. Дремлюк В.В. Об определении некоторых элементов морских волн с помощью радиолокатора / В.В. Дремлюк // Труды ААНИИ. - 1961. - Т. 210, В. 1. - С. 135-138.

28. Ещенко С.Д. К вопросу о радиолокационном изображении морской поверхности / С.Д. Ещенко, Б.Ш. Ланде // Радиотехника и электроника. - 1972. - Т.17. - № 8. - С. 1590-1597.

29. Жуков Л.А. Общая океанология / Л.А. Жуков - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 270 с.

30. Загородников A.A. Использование доплеровского спектра радиолокационного сигнала для измерения некоторых параметров морского волнения / A.A. Загородников // Метеорология и гидрология. - 1971. - № 1. - С. 65-72.

31. Загородников A.A. Радиолокационная съемка морского волнения с летательных аппаратов. / A.A. Загородников - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 240 с.

32. Замараев Б.Д. Методы определения характеристик волнения радиолокационным способом / Б.Д. Замараев, А.И. Калмыков, И.В. Киреев и др. // Сб.: Неконтактные методы измерения океанографических параметров. М.: Моск. отд-е гидрометеоиздата, 1975. - С.7-16.

33. Захаров А.И. Спутниковый мониторинг Земли: Радиолокационное зондирование поверхности / А.И. Захаров, О.И. Яковлев, В.М. Смирнов -Москва: Красанд, 2012. - 248 с.

34. Зайченко М.Ю. О возможности регистрации цунами в открытом океане по данным спутникового альтиметра / М.Ю. Зайченко, Е.А. Куликов, Б.В. Левин, П.П. Медведев // Океанология. - 2005. - Т. 45. - № 2, С. 222-229.

35. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах Том 2 / А. Исимару - Москва: Мир, 1981. - 280 с.

36. Калмыков А.И. Некоторые характеристики радиосигналов, рассеянных морской поверхностью в направлениях, близких к направлению зеркального отражения / А.И. Калмыков, А.С. Курекин, В.Ю. Левантовский, И.Е. Островский, В.В. Пустовойтенко // Известия ВУЗов. Радиофизика. - 1973. - Т. XVI. - № 10. - С. 1498-1503.

37. Калмыков А.И. О влиянии структуры морской поверхности на пространственные характеристики рассеянного ею радиоизлучения / А.И.

Калмыков, И.Е. Островский, А.Д. Розенберг, И.М. Фукс // Известия ВУЗов. Радиофизика. - 1965. - Т. 8. - № 6. - С. 1117-1127.

38. Калмыков А.И. Особенности обнаружения неоднородностей морской поверхности радиолокационным методом / А.И. Калмыков, А.П. Пичугин // Известия АН СССР Физика атмосферы и океана. -1981. - Т. 17. - №7. - С. 754761.

39. Калмыков А.И. Радиолокационная система ИСЗ «Космос-1500» / А.И. Калмыков, В.Б. Ефимов, С.С. Кавелин и др. // Исследование Земли из космоса.

- 1984. №5. - С.84-93.

40. Калмыков А.И. Радиолокационный измеритель пространственно-временных характеристик морского волнения / А.И. Калмыков, В.В. Пустовойтенко // Сб.: Неконтактные измерения океанологических параметров.

- М.: Моск. отд-е гидрометеоиздата, 1977. С. 27-30.

41. Калмыков А.И. Энергетические характеристики рассеяния радиоволн СВЧ диапазона взволнованной поверхностью моря / А.И. Калмыков, Ю.А. Лемента, И.Е. Островский, И.М. Фукс / Препринт №71 ИРЭ АН УССР. - 1976.

- С. 1-60.

42. Каневский М. Б. Теория формирования радиолокационного изображения поверхности океана / М. Б. Каневский - Н. Новгород: ИПФ РАН, 2004 - 124 с.

43. Караев В.Ю. К вопросу о радиолокационном определении параметров морского волнения / В.Ю. Караев, М.Б. Каневский // Исследование Земли из космоса. - 1999. - №4. - С. 14-20.

44. Кондратьев К.Я. Опыт спутниковых океанографических исследований в США. I. «БеаБа!» / К.Я. Кондратьев // Исследование Земли из космоса. - 1980. -№5. - С. 109-116.

45. Кондратьев К.Я. Опыт спутниковых океанографических исследований в США. II. «GEOS-3» / К.Я. Кондратьев // Исследование Земли из космоса. -1980. - №6. - С. 107-111.

46. Кондратьев К.Я. Современное состояние и перспективы дистанционного зондирования. 1. Глобальная система наблюдений / К.Я. Кондратьев // Исследование Земли из космоса. - 1991. - № 6. - С. 104-111.

47. Коняев К.В. Радиолокационное наблюдение ветровых волн в море / К.В. Коняев, А.Д. Розенберг // Известия АН СССР Физика атмосферы и океана. -1982. - Т. 18. - № 2. - С. 211-216.

48. Лаппо С.С. О концепции развития космической океанологии в России на 1996-2015 гг. / С.С. Лаппо, Н.А. Арманд, А.М. Волков // Исследование Земли из космоса. - 1997. - № 2 - C. 70 - 80.

49. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Кн. 2. / Б.Р. Левин -Москва: Сов. радио, 1968. - 504 с.

50. Лобыцын В.В. Контрастно-фоновая чувствительность панорамных радио-и гидролокационных систем / В.В. Лобыцын, Ю.И. Ломоносов, C.B. Переслегин // Океанология. - 1986. - Т. 26. - № 3. - С. 521-527.

51. Лысанов Ю.П. К оценке интервалов временной и пространственной корреляции морского волнения / Ю.П. Лысанов // Океанология. - 1975. - Т. 15. - №3. - С. 405-408.

52. Ляпин К.К. К вопросу о рассеянии радиоволн морской поверхностью / К.К. Ляпин, И.Ф. Шишкин // Радиотехника. - 1974. - Т. 29. - № 12. - С. 34-39.

53. Малиновский В.В. Корабельные измерения модуляционных характеристик радиолокационных сигналов, рассеянных морем на волне 3,2 см / В.В. Малиновский, А.Д. Розенберг // Морской гидрофизический журнал. -1990. - № 4. - С. 50-58.

54. Матушевский Г.В. Наклоны взволнованной поверхности и их связь с орбитальными скоростями и другими характеристиками ветрового волнения / Г.В. Матушевский // Известия АН СССР Физика атмосферы и океана. - 1973. -Т.9. - № 8. - С. 863-871.

55. Монин А. С. Явления на поверхности океана / А. С. Монин, В. П. Красицкий - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. - 375 с.

56. Павельев А.Г. О рассеянии электромагнитных волн на неровной поверхности и частотном спектре отраженного сигнала / А.Г. Павельев // Радиотехника и электроника. - 1969. - Т. 14. - № 11. - С. 1923-1931.

57. Переслегин С.В. Связь СВЧ рассеяния от морской поверхности с пространственно-временными характеристиками развитого волнения / С.В. Переслегин // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. - 1975. - Т. 11. - № 5. - С. 481-490.

58. Переслегин С.В. Двухпозиционная квазизеркальная радиолокация морской поверхности / С.В. Переслегин, З.А. Халиков // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2011. - Т. 47. - №4. - С. 1 - 15.

59. Переслегин С.В. Доплеровский радиолокационный метод измерения поля океанских течений с орбитального аппарата / С.В. Переслегин, А.М. Королёв, М.Н. Маров // Исследования Земли из космоса. - 1994. - № 2. - С. 84 - 93.

60. Переслегин С.В. Измерение параметров ветровых волн в области атмосферного циклона по данным поляризационного космического РСА / С.В. Переслегин, И.В. Елизаветин, А.Ю. Иванов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2006. - № 3. - Т. 2 - С. 140148.

61. Переслегин С.В. Интерференционные радиолокаторы с синтезированной апертурой для оперативного мониторинга океанских явлений / С.В. Переслегин, Ю.П. Синицын // Известия ВУЗов. Радиофизика. - 2011. - Т. ЫУ. - № 6. - С.415 - 430.

62. Переслегин С.В. Космический двухпозиционный РСА для оперативного мониторинга океанских явлений / С.В. Переслегин, З.А. Халиков // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. -2010. - Т. 7. - № 2. - С. 275-292.

63. Переслегин С.В. О пространственно-временном осреднении вариаций высот, уклонов и скоростей развитых ветровых волн при дистанционном

зондировании поверхности океана / С.В. Переслегин // Исследование Земли из космоса. - 1985. - № 6. - С. 3-7.

64. Переслегин С.В. Обработка сигналов в радиолокаторах с синтезированной апертурой при формировании скоростных полей поверхности Земли / С.В. Переслегин, З.А. Халиков // Изв. ВУЗов. Радиофизика. - 2014. - Т. ЬУП. - №11. - С. 1-13.

65. Переслегин С.В., Достовалов М.Ю., Неронский Л.Б., Осипов И.Г. Радиолокация глубинных океанских явлений с космических аппаратов / С.В. Переслегин, М.Ю. Достовалов, Л.Б. Неронский, И.Г. Осипов // В сб. «Проявление глубинных процессов на морской поверхности». - ИПФ РАН. -Нижний Новгород. - 2004. - С. 66-78.

66. Переслегин С.В. Радиолокационные измерения мезомасштабных полей течений океана по данным РСА КА «Алмаз-1» / С.В. Переслегин, А.М. Королёв, М.Н. Маров, С.А. Мишин, К.М. Шулика, А.Ю. Иванов, В.В. Зайцев // Исследования Земли из космоса. - 1994. - № 5. - С. 28-38.

67. Переслегин С.В. Системные исследования методов и проблемных вопросов использования аэрокосмических средств наблюдения для решения задач океанологии и океанографии. Разработка системы требований к целевой информации ДЗЗ и информационным продуктам на их основе с позиции решения комплекса целевых задач: отчет ИО РАН по НИР «Аква-космос» / С.В. Переслегин, О.В. Копелевич, А.Ю. Иванов, А.Г. Гранков, А.А. Мильшин -Москва, 2012. - 231 с.

68. Переслегин С.В. Статистические характеристики СВЧ рассеяния от морской поверхности с учетом конечного разрешения и фактора деполяризации / С.В. Переслегин // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. - 1975. - Т. 11. - № 6. - С. 610-619.

69. Попов Н.И. Морская вода / Н.И. Попов, К.Н. Федоров, В.М. Орлов -Москва: Наука, 1979. - 330 с.

70. Прахов В.П. Влияние анизотропности морского волнения на спектр огибающей радиосигнала СВЧ диапазона, отраженного от моря / В.П. Прахов // Труды Государственного океанографического института. -1977. - В. 136. - С. 22-25.

71. Розенберг А.Д. Измерение модуляционной передаточной функции «морская поверхность радиолокационный сигнал» на волне 3 см / А.Д. Розенберг // Известия вузов. Радиофизика. - 1990. - Т. ЗЗ. - № 1. - С. 3-11.

72. Розенберг А.Д. Измерение морского волнения радиолокационным амплитудным методом / А.Д. Розенберг // Океанология. - 1981. - Т. 21. - № 2. -С. 197-202.

73. Розенберг А.Д. Сдвиг частоты при рассеянии радиоизлучения взволнованной поверхностью моря / А.Д. Розенберг, И.Е. Островский, А.И. Калмыков // Известия ВУЗов Радиофизика. - 1966. - Т. 9. - № 2. - С. 234-240.

74. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику / С.М. Рытов, Ю.А. Кравцов, В.И. Татарский - Москва, 1978. - 495 с.

75. Синицын Ю.П. Потенциальная точность и оптимальный алгоритм восстановления мезомасштабного рельефа морской поверхности космическим радиолокатором бокового обзора / Ю.П. Синицын, С.В. Переслегин // Исследование Земли из космоса. - 2000. - № 1. - С. 51 - 57.

76. Сколник М.И. Справочник по радиолокации. Книга 1 / М.И. Сколник -Москва, 2014. - 672 с.

77. Соколов А.В. Объекты радиолокации. Обнаружение и распознавание / А.В. Соколов - Москва: Радиотехника, 2007 - 175 с.

78. Ушаков И.Е. О спектре обратного рассеяния радиоволн морской поверхностью / И.Е. Ушаков, И.Ф. Шишкин // Радиотехника. - 1980. - Т. 35. -№ 11. - С. 77-80.

79. Ушаков И.Е. Радиолокационное зондирование морской поверхности / И.Е. Ушаков, И.Ф. Шишкин - Москва: РИЦ «Татьянин день», 1997. - 264 с.

80. Фельдман Ю.И. Теория флуктуаций локационных сигналов, отраженных распределенными цепями / Ю.И. Фельдман, И.А. Мандуровский - Москва: Радио и связь, 1988. - 272 с.

81. Фукс И.М. К теории рассеяния радиоволн взволнованной поверхностью моря / Фукс И.М. - Изв. вузов. Сер. Радиофизика. - 1966. - Т. 6. - № 2 - С. 876885.

82. Челомей В.Н. Радиолокация морской поверхности с высоким разрешением с ИСЗ «Космос 1870» / В.Н. Челомей, ТА. Ефремов, К.Ц. Литовченко, Л.Б. Неронский, С.С. Семенов, П.О. Салганик, В.С. Эткин // Исследования Земли из космоса. -1990. № 2. - С. 80-90.

83. Чернов А.А., Чернявский Г.М. Орбиты спутников дистанционного зондирования Земли. Лекции и упражнения / А.А. Чернов, Г.М. Чернявский Москва: Радио и связь, 2004. - 200 с.

84. Ширман Я.Д. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория / Я.Д. Ширман, Ю. И. Лосев, Н. Н. Минервин, С. В. Москвитин, С. А. Горшков, Д. И. Леховицкий, Л. С. Левченко - Москва: МАКВИС, 1998. - 828 с.

85. Шишкин И.Ф. Влияние формы морских волн на характеристики рассеянного излучения / И.Ф. Шишкин // Радиотехника и электроника. - 1980. -Т. 25. - №8. - С. 1770-1774.

86. Bamler R. Doppler Frequency Estimation and the Cramer-Rao Bound / R. Bamler // Trans. оп GRS. - 1991. - V. 29. - № 3. - Р. 385-390.

87. Bamler R. А comparison of range doppler and wavenumber domain SAR focusing algorithms / R. Bamler // IEEE Trans. on GRS. - 1992. - V. 30. - №. 4. -Р. 706-713.

88. Cox C. Statistics from the sea surface derived from the sun glitter / C. Cox and W. Munk. // J. Marine Res. - 1954. - Vol. 13. - P. 198-227.

89. Elachi Ch. Models of radar imaging of the ocean surface waves / Ch. Elachi, W. Brown // IEEE Trans, of Ocean. Eng. - 1977. - № 1. - P. 84-95.

90. Elfouhaily T. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves / T. Elfouhaily, B. Chapron, K. Katsaros, D. Vandemark // Journal of geophysical research. -1997. - Vol. 102. - № 7. - P 15781-15796.

91. Gabele M. TerraSAR-X Dual Receive Antenna Mode-Channel Reconstruction and Impact on the GMTI Performance / M. Gabele, B. Brautigan, D. Shulze, U. Steinbrecher, N. Tous-Ramon, M. Younis // Proc. of IGARSS-2009. -Vol. 3. - P. 725 - 728.

92. Gabele M. TerraSAR-X Dual Receive Antenna Model: Experimental Data Results on Azimuth Ambiguity Supression and GMTI / M. Gabele, M. Younis // Proc. of the 39-th European Microwave Conf. - 2009. - P. 966-969.

93. Gatelli F. The Wavenumber Shift in SAR Interferometry / F. Gatelli, A.M. Guamieri, F. Parizzi, P. Pasquali, C. Prati, F. Rocca // IEEE Trans. on GRS. - 1994. -V. 32. - №. 4. - P. 855-865.

94. Gebert N. High Resolution Wide Swath SAR Imaging System Performance and Influence of Perturbations / N. Gebert, G. Krieger, A. Moreira // Proc. of International radar symposium IRS'05. - 2005. - P.49-54.

95. Gebert N. Muli-Channel ScanSAR for High-Resolution Ultra-Wide Swath imaging / N. Gebert, G. Krieger, A. Moreira // Proc. Of EUSAR'2008.- 2008. - P. 79-81.

96. Johannessen J. Direct Ocean Surface Velocity Measurements from Space: Improved Quantitative Interpretation of ENVISAT ASAR Observations / J. Johannessen, B. Chapron, F. Collard, V. Kudryavtsev, A. Mouche, D. Akimov, K. Dagestad // Geophysical Research Letters. 2008. - V. 35. - P. 1-6.

97. Kantaringi I. Effect of depth current profile on wave parameters // Coastal engineering. - 1995. - V. 26. - P. 195-206.

98. Kriegel G. TanDEM-X: Mission Conceipt, Product Definition and Performance Prediction / G. Kriegel, A. Moreira, H. Fiedler, I. Hajnsek, M. Zink, M. Werner // Proc. of EUSAR'2006. - 2006.

99. Lyzenga D.R. Measurement of Ocean Surface Currents by Synthetic Aperture Radar / D.R. Lyzenga, R.A. Shuchmann, J.L. Walker // Proc. ofIGARSS'82, IEEE. -1982. -V. 1. - P. 7176.

100. Neronsky L.B. The Extended Algorithms for Doppler Centroid Estimation / M.Ju. Dostovalov, S.V. Pereslegin // Proc. of EUSAR-2004. - 2004. - Vol. 2. - P. 709-712.

101. Phillips O. M. The equilibrium range in the spectrum of wind-generated waves / O. M. Phillips // J. Fluid Mech. - 1958. - Vol. 4(4). - P. 426-434.

102. Pierson Jr W.J. A proposed spectral form for fully developed wind seas based on the similarity theory of sa kitaigorodskii / W. J. Pierson Jr, L. Moskowitz // Journal of geophysical research. - 1964. - Vol. 69. -№ 64. - P. 5181-5191.

103. Romeiser R. First Analysis of TerraSAR-X Along-Track InSAR-Derived Current Fields / R. Romeiser, S. Suchand, R. Hartmut, U. Steinbrecher, S. Grimler // IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. - 2010. - Vol. 48. - № 2, P. 820 -829.

104. Romeiser R. Towards an operational spaceborne system for high-resolution current measurements in coastal areas / R. Romeiser // OCEANS 2003. Proceedings. - 2003. - Vol.3. - P. 1524 - 1530.

105. Voronovich A.G. Theoretical model for scattering of radar signals in Ku- and C-bands from a rough sea surface with breaking waves / A.G. Voronovich and V.U. Zavorotny // Waves in Random and Complex Media. - 2001. - Vol. 11 (3). - P. 247269.

106. Walsh E.J. The Southern Ocean Waves Experiment. Part III: Sea Surface Slope Statistics and Near-Nadir Remote Sensing / E. J. Walsh, M. J. Banner, C. M. Wrigth, D. C. Vandermark, B. Chapron, J Jensen, L. See. // Journal of Physical Oceanography. - 2008. - № 38. - P. 670-684.